DE4226576C5

DE4226576C5 - Zahnräderwechselgetriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4226576C5
Application number: DE19924226576
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. Bender
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1992-08-11
Filing date: 1992-08-11
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2012-08-12
Also published as: DE4226576A1; DE4226576C2

Abstract

Zahnräderwechselgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit
– einer Eingangswelle (4), einer Ausgangswelle (5), einer Vorgelegewelle (6),
– einer zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen Vorgelegewelle (6) und Ausgangswelle (5) verwendeten ein- und ausschaltbaren Zahnradstufe (H2) eines Grundgetriebes (29),
– zwei zum Herstellen eines jeweiligen Kraftflusses zwischen Eingangswelle (4) und Vorgelegewelle (6) verwendeten Getriebekonstanten (Zahnradstufen K1, K2),
bei dem
– zwei Vorwärtsgänge (IV, VI in 1b und 1d; III, V in 1c) durch Einschalten sowohl einer Getriebekonstanten (K1, K2) als auch der Zahnradstufe (H2) des Grundgetriebes (29) gebildet werden,
– eine ein- und ausschaltbare Kupplungsanordnung (19, 20) im Kraftfluß zwischen Eingangswelle (4) und Ausgangswelle (5) zur Bildung eines dritten, signifikanten Ganges (direkter Gang; V in 1b; IV in 1c; III in 1d) vorgesehen ist,
– ein signifikanter vierter Gang (III in 1b oder VI in 1c oder V in 1d) durch Einschalten der einen Getriebekonstante (K1)...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnräderwechselgetriebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei einem bekannten Zahnräderwechselgetriebe dieser Art (Druckschrift F 43 239/RT 33 26-887, S.10, 5 der Fa. Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, Löwentaler Str.100, 7990 Friedrichshafen 1) sind zwischen Vorgelegewelle und Ausgangswelle drei Zahnradstufen zur Bildung von je einer Übersetzung für Vorwärtsfahrt und eine vierte Zahnradstufe mit einem Zwischenzahnrad zur Bildung einer Übersetzung für Rückwärtsfahrt verwendet, so daß durch Multiplikation mit den beiden Übersetzungen der als Getriebekonstante verwendeten Zahnradstufen zwischen Eingangswelle und Vorgelegewelle acht Übersetzungen für Vorwärtsfahrt – weil die dem Grundgetriebe benachbarte Getriebekonstante auch als vierte Zahnradstufe des Grundgetriebes einsetzbar ist – und zwei Übersetzungen für Rückwärtsfahrt erhalten werden.
Bei derartigen vielgängigen Zahnräderwechselgetrieben ergibt sich eine hohe Gangzahl, wenn die Stufung der Gangübersetzungen in den unteren Gängen zu eng ist und für die oberen Gänge als den Hauptfahrgängen eine ideale Übersetzung realisiert werden soll.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, bei einem Zahnräderwechselgetriebe für die oberen Gänge eine enge Stufung unter Geringhaltung der Gangzahl zu ermöglichen.
Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
Bei dem Zahnräderwechselgetriebe nach der Erfindung ist ein oberer Gangbereich mit vier eng abgestuften Gangübersetzungen erreicht, der sich an einen unteren, konventionell durch fakultatives Verknüpfen der beiden Getriebekonstanten mit jeweils zusätzlichen Zahnradstufen beliebiger Anzahl des Grundgetriebes gebildeten Gangbereich mit weniger eng abgestuften Gangübersetzungen anschließen kann.
Unabhängig hiervon war es durch Looman "Zahnradgetriebe" Zweite, völlig neubearbeitete und erweiterte Auflage, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo 1988 ISBN 3-540-18307-8, Seite 10 bekannt, daß in Fahrzeuggetrieben die Übersetzungssprünge in den oberen Gängen kleiner sind als in den unteren Gängen (1./2. Gang), da in den oberen Gängen mehr gefahren wird und sich so ein besseres Beschleunigungsverhalten im gesamten Fahrbereich ergibt. Als Richtwert kann gesagt werden, daß die Übersetzungssprünge ihrerseits etwa eine geometrische Reihe bilden.
Bei Zusammenarbeit mit einem Gruppengetriebe sollen bzw. müssen jedoch die Übersetzungssprünge in allen Stufen ungefähr gleich sein (geometrische Reihe), da man sonst beim Durchschalten aller Gänge ungleichmäßig abwechselnd einen großen und kleinen Übersetzungssprung erhalten würde.
Unter Gruppengetriebe soll gemäß einer diesbezüglichen Fußnote ein meist zweigängiges vor- oder nachgeschaltetes Stufengetriebe zur Verdoppelung oder Vervielfachung der Gangzahl und des Übersetzungsbereiches eines Getriebes verstanden sein → Mehrbereichsgetriebe.
Schließlich war aus der DE 36 14 752 A1 noch ein 5-gängiges Zahnräderwechselgetriebe mit einer koaxialen Anordnung von Ein- und Ausgangswelle sowie einer hierzu parallelen Vorgelegewelle bekannt, bei welchem der vierte Gang als Direktgang ausgelegt ist sowie ein zweistufiges Grundgetriebe im Kraftfluß zwischen Eingangs- und Vorgelegewelle und zwei ein- und ausschaltbare Getriebekonstanten im Kraftfluß zwischen Vorgelege- und Ausgangswelle angeordnet sind. Bei diesem bekannten Zahnräderwechselgetriebe wird es als wesentlich angesehen, daß die Anzahl der zur Bildung der Vorwärtsgänge erforderlichen Zahnradstufen kleiner als die Anzahl der Vorwärtsgänge und die Bedingung eingehalten ist, daß das Verhältnis des Übersetzungsverhältnisses des 1. Ganges zu demjenigen des 2. Ganges im wesentlichen das gleiche ist wie das Verhältnis des Übersetzungsverhältnisses des 3. Ganges zu demjenigen des 5. Ganges.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von drei in der Zeichnung schematisch skizzierten Ausführungsformen.
In der Zeichnung bedeuten:
1 das Getriebeschema eines sechsgängigen Zahnräderwechselgetriebes,
1b eine schematische Darstellung der Bildung von sechs Gängen und des Kraftflusses in den letzteren gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung bei dem Zahnräderwechselgetriebe der 1,
1c eine schematische Darstellung der Bildung der sechs Gänge und des Kraftflusses in den letzteren gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung bei dem Zahnräderwechselgetriebe von 1,
1d eine schematische Darstellung der Bildung der sechs Gänge und des Kraftflusses in den letzteren gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung bei dem Zahnräderwechselgetriebe von 1,
Unter Bezugnahme auf 1 weist ein sechsgängiges Zahnräderwechselgetriebe eine Eingangswelle 4, eine koaxiale Ausgangswelle 5 und eine zu letzterer parallele Vorgelegewelle 6 auf. Die Eingangswelle 4 ist durch zwei fakultativ als Getriebekonstante verwendete Zahnradstufen K1 und K2 unter Verwendung einer Wechselschaltkupplung 19 mit der Vorgelegewelle 6 in Antriebsverbindung bringbar.
Neben den Getriebekonstanten K1 und K2 ist für das Zahnräderwechselgetriebe der 1 ein Grundgetriebe 29 kennzeichnend, das aus zwei Zahnradstufen H1 und H2 zur Bildung von Vorwärtsgängen und einer dreigliedrigen Zahnradstufe HR zur bekannten Bildung von Rückwärtsgängen besteht. Über diese Zahnradstufen ist unter Vermittlung von Wechselschaltkupplungen 20, 22 – welche das Losrad der Zahnradstufen mit der Ausgangswelle 5 verbinden – jeweils ein Kraftfluß von der Vorgelegewelle 6 zur Ausgangswelle 5 herstellbar.
Das Losrad der schnelleren Getriebekonstante K2 ist durch die Wechselschaltkupplung 20 zusätzlich mit der Ausgangsweile 5 kuppelbar, so daß durch gleichzeitiges Einrücken der Kupplungsanordnung 19, 20 die Eingangswelle 4 mit der Ausgangswelle 5 verbunden und auf diese Weise der direkte Gang, welcher gemäß der Erfindung in signifikanter Weise bei der Getriebestufung verwendet ist, gebildet wird.
Durch Einschalten der Getriebekonstanten K1 und Kuppeln des Losrades der Getriebekonstante K2 mit der Ausgangswelle 5 ist ein weiterer Gang ermöglicht, welcher gemäß der Erfindung in signifikanter Weise bei der Getriebeabstufung verwendet ist.
Gemäß dieser erfindungsgemäßen Getriebeabstufung werden die beiden Getriebekonstanten K1, K2 und eine Zahnradstufe H2 des Grundgetriebes 29 quasi zu einem Bereichsgetriebe 29a zur Bildung von vier oberen eng abgestuften Gängen zusammengefaßt (oberer Gangbereich), an den sich ein unterer Gangbereich mit weniger eng abgestuften Gangübersetzungen anschließt, welche in konventioneller Weise durch die andere Zahnradstufe H1 des Grundgetriebes 29 in Verbindung mit den Getriebekonstanten K1, K2 gebildet werden.
Bei allen drei Ausführungsformen besteht die erfindungsgemäße Gangabstufung darin, daß zwischen den beiden signifikanten Gängen – nämlich dem direkten Gang einerseits und dem allein durch die beiden Getriebekonstanten K1, K2 gebildeten Gang andererseits – einer der beiden durch die Zahnradstufe H2 aus dem Grundgetriebe gebildeten Gänge (durch fakultatives Einschalten) der beiden Getriebekonstanten K1, K2) liegt, während der andere dieser beiden Gänge als höchster oder niedrigster dieser vier Gänge des Bereichsgetriebes 29a ausgelegt ist. Zu diesem Zweck ist bei den drei Ausführungsformen folgende Anordnung und Auslegung getroffen:
1
Die beiden unteren Gänge I, II (unterer Gangbereich) werden durch konventionelle Verknüpfung der zweiten Zahnradstufe H1 mit den Getriebekonstanten K1, K2 gebildet.
Die vier oberen Gänge III–VI (oberer Gangbereich) des Bereichsgetriebes 29a ergeben sich wie folgt:
Zwischen den beiden signifikanten Gängen III (Getriebekonstanten K1, K2) und V (direkter Gang) liegt der durch die Zahnradstufe H2 in Verbindung mit der langsamen Getriebekonstante K1 gebildete Gang IV, während der höchste der vier Gänge (Gang VI) als Overdrive ausgelegt und durch die Zahnradstufe H2 in Verbindung mit der schnellen Getriebekonstante K2 gebildet ist.
1c
Zwischen den beiden signifikanten Gängen IV (direkter Gang) und VI (Getriebekonstanten K1, K2) liegt der durch die Zahnradstufe H2 in Verbindung mit der Getriebekonstante K1 gebildete Gang V, wobei beide obersten Gänge V und VI als Overdrive ausgelegt sind. Der durch die Zahnradstufe H2 in Verbindung mit der anderen Getriebekonstante K2 gebildete Gang III ist somit als niedrigster der vier Gänge des Bereichsgetriebes 29a ausgelegt.
1d
Zwischen den beiden signifikanten Gängen III (direkter Gang) und V (Getriebekonstante K1, K2) liegt der durch die Zahnradstufe H2 in Verbindung mit der Getriebekonstante K2 gebildete Gang IV, während der höchste der vier Gänge des Bereichsgetriebes 29a (Gang VI) durch die Zahnradstufe H2 in Verbindung mit der anderen Getriebekonstante K1 gebildet wird.
Die drei oberen Gänge IV bis VI sind somit jeweils als Overdrive ausgelegt.

Claims

Zahnräderwechselgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit – einer Eingangswelle (4), einer Ausgangswelle (5), einer Vorgelegewelle (6), – einer zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen Vorgelegewelle (6) und Ausgangswelle (5) verwendeten ein- und ausschaltbaren Zahnradstufe (H2) eines Grundgetriebes (29), – zwei zum Herstellen eines jeweiligen Kraftflusses zwischen Eingangswelle (4) und Vorgelegewelle (6) verwendeten Getriebekonstanten (Zahnradstufen K1, K2), bei dem – zwei Vorwärtsgänge (IV, VI in 1b und 1d; III, V in 1c) durch Einschalten sowohl einer Getriebekonstanten (K1, K2) als auch der Zahnradstufe (H2) des Grundgetriebes (29) gebildet werden, – eine ein- und ausschaltbare Kupplungsanordnung (19, 20) im Kraftfluß zwischen Eingangswelle (4) und Ausgangswelle (5) zur Bildung eines dritten, signifikanten Ganges (direkter Gang; V in 1b; IV in 1c; III in 1d) vorgesehen ist, – ein signifikanter vierter Gang (III in 1b oder VI in 1c oder V in 1d) durch Einschalten der einen Getriebekonstante (K1) und Einrücken einer einen Kraftfluß von der Vorgelegewelle (6) über die andere Getriebekonstante (K2) zur Ausgangswelle (5) herstellenden Schaltkupplung (20-K2) gebildet werden kann, – die Teilübersetzungen (i_k1, i_k2 und i_h2) der Getriebekonstanten (K1, K2) und der Zahnradstufe (H2) des Grundgetriebes (29) so aufeinander abgestimmt sind, daß – der eine durch die Zahnradstufe (H2) des Grundgetriebes (29) und eine Getriebekonstante (K2 in 1d; K1 in 1b und 1c) gebildete Gang (V in 1c; IV in 1b und 1d) zwischen den beiden signifikanten Gängen (IV, VI in 1c; III, V in 1b und 1d) liegt und – der andere durch die Zahnradstufe (H2) des Grundgetriebes (29) und die andere Getriebekonstante (K1 in 1d; K2 in 1b und 1c) gebildete Gang (III in 1c; VI in 1b und 1d) als niedrigster (1c) oder höchster (1b und 1d) der vier Gänge (III bis VI in 1b bis 1d) ausgelegt ist und – im höchsten Gang (VI in 1b bis 1d) ein Kraftfluß von der Vorgelegewelle (6) zur Ausgangswelle (5) hergestellt ist.
Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der direkte Gang (V in 1b; IV in 1c) zwischen den beiden durch die Zahnradstufe (H2) des Grundgetriebes (29) und eine Getriebekonstante (K1; K2) gebildeten Gängen (IV, VI in 1b; II, V in 1c) liegt.
Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der direkte Gang (III in 1d) als niedrigster der vier Gänge (III bis VI) ausgelegt ist.
Zahnräderwechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung des niedrigsten der vier Gänge (III bis VI in 1b bis 1d) kleiner ist als die Übersetzung eines benachbarten weiteren Ganges (II in 1b bis 1d), der sowohl durch Einschalten einer zweiten Zahnradstufe (H1) des Grundgetriebes (29) unter Herstellung eines Kraftflusses von der Vorgelegewelle (6) zur Ausgangswelle (5) und durch Einschalten der die kleinere Übersetzung aufweisenden Getriebekonstante (K2) gebildet und einem weiteren Gang (I in 1b bis 1d) benachbart ist, der durch Einschalten der zweiten Zahnradstufe (H1) des Grundgetriebes (29) und die größere Übersetzung aufweisenden Getriebekonstanten (K1) gebildet ist.